Bei der Untersuchung des Spritzgießens von Kunststoffprodukten wird das Spritzgießen häufig in zwei Phasen unterteilt: In der ersten Phase wird der größte Teil des Kunststoffs in die Form gefüllt, im Allgemeinen 90 bis 99,9 % des gesamten Produktvolumens. Im zweiten Schritt wird das Produkt verdichtet, um ein Produkt mit der gleichen Struktur und dem gleichen Aussehen wie die Form zu erhalten. In der zweiten Stufe wird zwar nur eine relativ geringe Menge Kunststoffschmelze in die Kavität eingefüllt, diese ist jedoch für die Oberflächenbeschaffenheit, das ästhetische Erscheinungsbild und die Produktgröße des Produkts von großer Bedeutung. In den meisten Fällen werden in der zweiten Stufe des Spritzgießens zwei Parameter verwendet: Druck und Zeit.
Aus Sicht der wissenschaftlichen Formforschung erweitern wir die beiden Faktoren auf vier Elemente: (1) die Methode der Umstellung von der ersten Stufe auf die zweite Stufe; (2) das Tor bei der Verarbeitung des Produkts verschlossen (eingefroren) oder offen halten; (3) Haltezeit; (4) Aufrechterhaltung eines angemessenen Drucks im Hohlraum.
Konvertierung
Man kann sagen, dass die Steuerung der Umwandlung von der ersten zur zweiten Stufe der kritischste Teil des Formprozesses ist. Ob ein qualitativ hochwertiges Produkt verarbeitet werden kann, hängt oft davon ab und ist häufig der Grund dafür, dass Kunststoffverarbeitungsbetriebe nicht von einer Anlage zur anderen das gleiche Produkt herstellen können.
In den meisten Anwendungen sollte der Umwandlungsprozess so kurz wie möglich sein, d. h. unabhängig vom Enddruck der ersten Stufe wird gehofft, dass er schnell auf den für die Verdichtung und den Nachdruck in der zweiten Stufe erforderlichen Druck umgestellt werden kann . Darüber hinaus müssen Sie verstehen, wie die Gerätesteuereinheit diesen Konvertierungsprozess korrekt durchführt.
Leider gibt es keinen einheitlichen Standard für die Beurteilung des Abschlusses der Umstellung zwischen verschiedenen Geräten. Daher müssen sich Spritzgussunternehmen mit vier Möglichkeiten auseinandersetzen:
① Das Verarbeitungsgerät ist mit einer Umrechnungsfunktion zur Steuerung der Viskosität ausgestattet;
② Die Gerätesteuereinheit verfügt über einen Viskositätseinstellwert für die Umstellung, kann jedoch die Geschwindigkeit der Pressstange während der Umstellung nur verlangsamen, aber nicht steuern;
③ Das Gerät verfügt nicht über einen Viskositätseinstellwert zur Umrechnung;
④ Wenn die erste Stufe in die zweite Stufe umgewandelt wird, kann das Gerät nicht normal funktionieren und es kommt zu einer allmählichen Viskositätsneigung, einem Abfall oder einer Wellenschwankung.
Es muss sichergestellt werden, dass die Umstellung von der ersten Stufe auf die zweite Stufe schnell und konsistent erfolgt. Daher ist es entscheidend, das Funktionsprinzip der Spritzgießmaschine zu verstehen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Bei den meisten Produkten sollte für eine korrekte Prozesssteuerung die Zeit vom Ende der ersten Stufe bis zum Druckeinstellungspunkt der zweiten Stufe weniger als 0,1 Sekunden betragen.
Es ist nicht wünschenswert, dass es beim Übergang zum Druck der zweiten Stufe zu sinkenden, dünnen und scharfen Spitzen, Schwankungen oder langsamen Abgleiten in der zweiten Druckstufe kommt. Das Absinken kann dazu führen, dass die Strömungsfront zögert, was zu Unterhaltung oder Hunger führt. Dünne Spitzen oder langsame Übergänge zum Druck der zweiten Stufe führen zu einer Überfüllung des Hohlraums und zu Graten. Das Schwingen führt oft zu einer schlechten Prozessstabilität. Ein Drucküberwachungsdiagramm des Einspritzdrucks im Verhältnis zur Zeit kann zur Beurteilung der besten Reaktion der Maschine verwendet werden.
Es ist nicht möglich, alle Teile bei geschlossenem Tor zu bearbeiten. Für ein bestimmtes Teil muss ein Angussdichtungstest durchgeführt werden und Teile, die mit versiegeltem Anguss verarbeitet werden, und Teile, die ohne versiegelten Anguss verarbeitet werden, müssen getestet werden, um festzustellen, welche Methode am besten geeignet ist. Es kann sein, dass 100 % der Testproben versagen, wenn der Anschnitt eingefroren ist, und 100 % der Teile, bei denen der Anschnitt nicht eingefroren ist, bestehen oder umgekehrt. Es ist nicht möglich, anhand der Proben oder des Prozesses zu erkennen, was vor sich geht. Die Durchführung eines Tordichtungstests und das Testen der Proben werden die Antwort finden.
Haltezeit einstellen
Wenn Sie wissen, ob das Tor verschlossen oder offen gehalten werden soll, können Sie die Länge der zweiten Stufe festlegen. Wenn eine Angussversiegelungszeit erforderlich ist, fügen Sie eine zweite Stufe hinzu oder stellen Sie eine längere Angussversiegelungszeit für den Prozess ein, um die Prozessfestigkeit und -stabilität aufrechtzuerhalten. Dies erfordert nicht unbedingt eine Verlängerung der Zykluszeit, da die meisten Umgebungen durch eine Reduzierung der Abkühlzeit oder der Formversiegelungszeit ausgeglichen werden können. Wenn die Leistung des Teils mit einem nicht abgedichteten Anschnitt gut ist, beginnen Sie mit dem Abkühlen des Angusses in der Hälfte der erforderlichen Zeit.
Aufgrund normaler Temperatur- und Prozessschwankungen besteht die schlechteste Situation darin, die richtige Angussversiegelungszeit zu wählen. Manchmal ist es jedoch notwendig, den Anschnitt bei der Herstellung des Teils abzudichten, manchmal nicht, was zu inkonsistenten Teilen führt.
Eine verwandte Methode ist: Wenn der Anschnitt während der Verarbeitung nicht versiegelt ist, ist die Konstanz der Zykluszeit für konsistente Produkte sehr wichtig. Wenn die Zykluszeit bei einem nicht abgedichteten Anschnitt variiert, wird das Teil aufgrund der veränderten Polymermenge in der Kavität auch anders sein. Durch Wiegen des Teils kann dies überprüft werden.
Nachdruck einstellen
Für die Verdichtung des Teils ist es entscheidend, den richtigen Haltedruck zu finden. Der korrekte Druck in der zweiten Stufe sollte innerhalb und in der Mitte des Produktparameterbereichs liegen, der erforderlich ist, um ein gutes Cpk-Teil (Prozessfähigkeitsindex) zu erhalten. Da der Haltedruck unter den Testbedingungen für die Angussdichtung eingestellt wird, sollten die korrekten Werte für die Verdichtung der zweiten Stufe und den Haltedruck durch Experimente ermittelt werden, die in der Mitte des Verarbeitungsparameterbereichs des Teils liegen.
Überprüfen Sie zunächst die Stabilität der ersten Stufe und prüfen Sie, ob nach der ersten Stufe eine Unterfüllung oder eine Teilschrumpfung vorliegt. Prüfvorgang: Warten Sie Zeit für die zweite Stufe und reduzieren Sie den Haltedruck auf den niedrigsten von der Anlage zugelassenen Wert. Achten Sie darauf, dass der Haltedruck oder die Haltezeit nicht auf Null sinken. Wenn die erste Stufe von den Erwartungen abweicht, lassen Sie die erste Stufe unverändert. Wenn in der zweiten Phase keine Maßnahmen ergriffen werden, führt dies dazu, dass die erste Phase fehlschlägt.
Wenn die erste Stufe stabil ist, beginnen Sie mit der Erhöhung des Haltedrucks. Beginnen Sie niedrig, vielleicht nur 1000-2000psi für Kunststoffe. Überprüfen Sie die Teile jedes Mal, wenn der Haltedruck erhöht wird. Erhöhen Sie den Haltedruck in kleinen Schritten, bis die Qualität der Teile als bester akzeptabler Zustand beurteilt wird. Produzieren Sie eine bestimmte Anzahl von Teilen, deren Qualität vorab getestet werden muss. Beschriften und wegräumen.
Erhöhen Sie nun den Nachdruck weiter, bis die Produktion unzulässige Grate, Stößelbewegungen, Adhäsionen oder andere Probleme aufweist, die die Form oder das Teil beschädigen können, oder Anzeichen dafür vorliegen, dass der Prozess unter den eingestellten Hochdruckbedingungen nicht betrieben werden kann. Die Reduzierung des Drucks auf den vom Prozess maximal zulässigen Wert ermöglicht eine sichere und effiziente Produktion. Bearbeiten Sie außerdem eine Gruppe von Teilen zur vorläufigen Qualitätsprüfung. Beschriften und wegräumen. Abschließend fertigen Sie eine Teilegruppe in der Mitte des gerade eingestellten Druckbereichs.
Nehmen Sie die drei Teilegruppen und führen Sie eine Qualitätskontrolle durch. Verwenden Sie die durch den Qualitätskontrollvorgang generierten Daten, um zu bestimmen, welche Teilegruppen inakzeptabel oder akzeptabel sind.
Es gibt drei mögliche Antworten:
(1) Alle Teile sind zu groß. Dies weist auf einen Fehler hin, da es darauf hinweist, dass zur Berechnung der Hohlraumgröße die falsche Schrumpfung verwendet wurde. Liegen sie außerhalb der oberen und unteren Grenzen des Druckbereichs, ist es bei Prozessänderungen schwierig, die Teile in die Mitte des erforderlichen Bereichs zu bringen.
(2) Alle Teile sind zu klein. Das sind immer noch keine guten Nachrichten, aber es ist zumindest „formsicher“ und kann angepasst werden, um die Teile auf den erforderlichen Bereich zu bringen. Alternativ wird es schwierig sein, den Prozess zu ändern, um die Teile wieder in die Mitte des erforderlichen Bereichs zu bringen.
(3) Einige Teile sind zu klein und andere zu groß. Nun können Sie anhand der gewonnenen Daten die minimalen Ober- und Untergrenzen des DOE (Design of Experiments) festlegen. Innerhalb des akzeptablen Teilebereichs verwenden Sie das Druckexperiment der zweiten Stufe, um die Mitte des erforderlichen Teilebereichs zu bestimmen.
